Читаем Чудесная жизнь клеток: как мы живем и почему мы умираем полностью

Третьим основным признаком жизни является ее способность к эволюции. Именно эволюция обусловила появление живых существ — от бактерий и растений до человека. Краеугольным камнем удивительного открытия Дарвина стало представление о том, что характерные особенности живых организмов могут по наследству передаваться из поколения в поколение, видоизменяясь при этом под воздействием окружающей среды и внешних условий жизни. Если подобные изменения приведут к появлению более конкурентоспособных особей, то их количество неизбежно вырастет по сравнению с теми особями, которые не приобрели подобных преимуществ. Наследование характерных признаков живых существ осуществляется исключительно благодаря наличию в организме генов. Гены — единственная часть клетки, которая реплицируется и позволяет передавать наследственную информацию из поколения в поколение.

Характер эволюции живых существ зависит от изменений в генах и контрольных механизмах, регулирующих структуру генов, поскольку именно от генов зависит, какие именно белки будут вырабатываться в организме. Для того чтобы изменились наследственные характеристики живых организмов, необходимо, чтобы произошли изменения в генах, содержащихся в мужских и женских половых клетках, из которых в результате оплодотворения может развиться новый организм. В нашем случае речь идет о сперматозоидах и яйцеклетках.

Изменения в коде ДНК выражаются в том, что клетка начинает синтезировать другие белки, и в том, что она начинает синтезировать белки в иное время и в иных условиях. Если подобные измененные признаки помогут организму выжить, то они сохранятся и в будущих поколениях. Если же они, наоборот, осложнят существование организма, то организм с подобными мутациями вскоре погибнет. Сама мутация может выражаться в изменении всего лишь одного нуклеотида в составе гена, но это в конечном счете влияет на всю белковую структуру.

Наконец, важным отличительным признаком жизни является… смерть. Это может прозвучать странно, но для того, чтобы умереть, надо жить. Смерть клетки наступает тогда, когда прекращают функционировать ее основные органы и структуры. Ключевыми факторами смерти клетки являются непоправимые повреждения оболочки клетки и митохондрий, в результате чего перестает вырабатываться энергия, необходимая для жизнедеятельности. И, как и все, что связано с клетками, механизм их смерти способен удивить.

Точно так же, как в процессе эволюции развились сложные системы, отвечающие за рост и размножение клеток и позволяющие корректировать различные сбои в их работе, развились и механизмы, обеспечивающие самоубийство клеток. В нас ежедневно умирают миллиарды клеток костного мозга и пищеварительного тракта. Смерть клеток в результате самоубийства кардинальным образом отличается от их гибели, вызванной различными травматическими воздействиями, ибо во втором случае содержимое клетки выплескивается наружу и может вызвать воспалительные процессы.

Самоубийство клеток называется апоптозом. На него в соответствующих обстоятельствах запрограммированы все клетки, за исключением кровяных, которые не имеют ядра. Когда программа апоптоза начинает осуществляться, клетка уменьшается в размерах, и все, что находится внутри ее, расщепляется и погибает в результате воздействия особых энзимов. Особые белые кровяные тельца, отвечающие за очистку тканей нашего организма, получают в случае апоптоза сигнал и устремляются к умершим клеткам, чтобы поглотить их содержимое — дабы оно не выплеснулось наружу и не навредило окружающим клеткам.

Страшно даже представить себе, что может произойти, если у всех клеток разом запустятся механизмы самоуничтожения. К счастью, подобные механизмы обычно включаются только тогда, когда организм больше не нуждается в той или иной клетке либо они представляют для него угрозу — например, являются раковыми. Клетки также совершают самоубийство, если обнаруживается, что отсутствуют факторы, которые будут способствовать их дальнейшей жизни и развитию. Это особенно характерно для эмбрионов. Очень многие нервные клетки, как мы еще убедимся, погибают, если в процессе своего развития им не удается установить необходимые связи с другими клетками. Классическим примером запрограммированной гибели клеток является гибель клеток в пространстве между формирующимися пальцами в процессе развития человеческого эмбриона, дабы у людей не формировались перепонки, как у уток.

Далее мы подробно исследуем то, как функционируют клетки, и особенно внимательно рассмотрим роль белков, которые во многом определяют действие разнообразных клеточных механизмов.

3. Как мы функционируем

Как белки определяют работу клеток

Подобно заводам, оснащенным многими сборочными линиями, клетки исполняют множество функций: растут и делятся, двигаются и поддерживают свою структуру. Клеточная деятельность — это и мускульные сокращения, и передача нервных импульсов. Все это делается при помощи белков.

Перейти на страницу:

Все книги серии ЛУЧ - Лучшее увлекательное чтение

Удивительные истории о существах самых разных
Удивительные истории о существах самых разных

На нашей планете проживает огромное количество видов животных, растений, грибов и бактерий — настолько огромное, что наука до сих пор не сумела их всех подсчитать. И, наверное, долго еще будет подсчитывать. Каждый год биологи обнаруживают то новую обезьяну, то неизвестную ранее пальму, то какой-нибудь микроскопический гриб. Плюс ко всему, множество людей верят, что на планете обитают и ящеры, и огромные мохнатые приматы, и даже драконы. О самых невероятных тайнах живых существ и организмов — тайнах не только реальных, но и придуманных — и рассказывает эта книга.Петр Образцов — писатель, научный журналист, автор многих научно-популярных книг.

Петр Алексеевич Образцов

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука
Что день грядущий нам готовил?
Что день грядущий нам готовил?

Книга Пола Майло впервые рассказывает о том, что было «видно» в нашем 21 веке из века 20-го. Это поразительная коллекция предсказаний, сделанных учеными, экспертами и публицистами 20 века, — предсказаний удачных (их не очень много), скандальных (умеренно много), смешных (весьма много) и… неудачных (подавляющее большинство). Но главное — как обнаружил автор, «предсказания позволяют оценить не только и не столько даже будущее, сколько настоящее».Пол Майло — американский журналист, лауреат нескольких профессиональных премий. Сотрудничал с «Уолл-стрит джорнал», «Бостон глоуб» и многими другими крупными изданиями. «Что день грядущий нам готовил?» — его первая книга.

Пол Майло

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Прочая научная литература / Научпоп / Образование и наука / Документальное
Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла

Нам доступны лишь 4 процента Вселенной — а где остальные 96? Постоянны ли великие постоянные, а если постоянны, то почему они не постоянны? Что за чертовщина творится с жизнью на Марсе? Свобода воли — вещь, конечно, хорошая, правда, беспокоит один вопрос: эта самая «воля» — она чья? И так далее…Майкл Брукс не издевается над здравым смыслом, он лишь доводит этот «здравый смысл» до той грани, где самое интересное как раз и начинается. Великолепная книга, в которой поиск научной истины сближается с авантюризмом, а история научных авантюр оборачивается прогрессом самой науки. Не случайно один из критиков назвал Майкла Брукса «Индианой Джонсом в лабораторном халате».Майкл Брукс — британский ученый, писатель и научный журналист, блистательный популяризатор науки, консультант журнала «Нью сайентист».

Майкл Брукс

Публицистика / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Прочая научная литература / Образование и наука / Документальное
Умные растения
Умные растения

Как они заманивают и обманывают, защищаются и помогают друг другу.Обычно мы не задумываемся об этом, однако растения вынуждены ежедневно решать чисто человеческие проблемы. Им нужно хорошо питаться, чтобы расти, защищаться от агрессоров и конкурентов, чтобы выживать, искать партнера, чтобы продолжить род, и в конце концов — заботиться о потомстве. Но как же растения, не обладающие ни мозгом, ни нервами, ни мышечной силой справляются с такими сложными задачами? Новейшие открытия демонстрируют, что у растений есть и аналог нервной системы, и своя мускулатура, и даже… нечто вроде мозга! В книге немецкого физика, писателя и телеведущего Фолькера Арцта впервые, причем наглядно и увлекательно рассказывается о том, как цветы, травы, кусты и деревья «придумывают» все новые решения своих повседневных проблем.

Фолькер Арцт

Приключения / Природа и животные

Похожие книги

Древний Египет
Древний Египет

Прикосновение к тайне, попытка разгадать неизведанное, увидеть и понять то, что не дано другим… Это всегда интересно, это захватывает дух и заставляет учащенно биться сердце. Особенно если тайна касается древнейшей цивилизации, коей и является Древний Египет. Откуда египтяне черпали свои поразительные знания и умения, некоторые из которых даже сейчас остаются недоступными? Как и зачем они строили свои знаменитые пирамиды? Что таит в себе таинственная полуулыбка Большого сфинкса и неужели наш мир обречен на гибель, если его загадка будет разгадана? Действительно ли всех, кто посягнул на тайну пирамиды Тутанхамона, будет преследовать неумолимое «проклятие фараонов»? Об этих и других знаменитых тайнах и загадках древнеегипетской цивилизации, о версиях, предположениях и реальных фактах, читатель узнает из этой книги.

Борис Александрович Тураев , Борис Георгиевич Деревенский , Елена Качур , Мария Павловна Згурская , Энтони Холмс

Культурология / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / История / Детская познавательная и развивающая литература / Словари, справочники / Образование и наука / Словари и Энциклопедии
Эволюция человека. Книга II. Обезьяны, нейроны и душа
Эволюция человека. Книга II. Обезьяны, нейроны и душа

Новая книга Александра Маркова – это увлекательный рассказ о происхождении и устройстве человека, основанный на последних исследованиях в антропологии, генетике и психологии. Двухтомник «Эволюция человека» отвечает на многие вопросы, давно интересующие человека разумного. Что значит – быть человеком? Когда и почему мы стали людьми? В чем мы превосходим наших соседей по планете, а в чем – уступаем им? И как нам лучше использовать главное свое отличие и достоинство – огромный, сложно устроенный мозг? Один из способов – вдумчиво прочесть эту книгу.Александр Марков – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН. Его книга об эволюции живых существ «Рождение сложности» (2010) стала событием в научно-популярной литературе и получила широкое признание читателей.

Александр Владимирович Марков

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература
Искусство ведения войны. Эволюция тактики и стратегии
Искусство ведения войны. Эволюция тактики и стратегии

Основоположник американской военно-морской стратегии XX века, «отец» морской авиации контр-адмирал Брэдли Аллен Фиске в свое время фактически возглавлял все оперативное планирование ВМС США, руководил модернизацией флота и его подготовкой к войне. В книге он рассматривает принципы военного искусства, особое внимание уделяя стратегии, объясняя цель своего труда как концентрацию необходимых знаний для правильного формирования и подготовки армии и флота, управления ими в целях защиты своей страны в неспокойные годы и обеспечения сохранения мирных позиций в любое другое время.

Брэдли Аллан Фиске , Брэдли Аллен Фиске

Биографии и Мемуары / Публицистика / Военная история / Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Исторические приключения / Военное дело: прочее / Образование и наука / Документальное